[发明专利]一种高集成IGBT变流器模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源转换装置，特别是涉及一种集成度高，占用空间小，重量轻的交-直-交电能转换的高集成IGBT变流器模块。

背景技术

铁道机车和动车组辅机系统电源采用静止辅助变流器供电已经成为发展趋势，静止辅助变流器供电具有降低能耗、噪声、轴重，提高系统效率等优点。而客车车辆方面则是采用静止辅助变流器取代柴油发电车，以降低能耗、噪声、采购维修费用、运营成本，提高经济效益及保护环境。变流器模块是静止辅助变流器的重要部件之一。由于用于铁道机车车辆上的变流器模块工作环境非常恶劣：环境脏、温度高、震动大、空间小、强电磁干扰，这对变流器模块提出了很高的要求。

目前使用的变流器模块集成度低、没有集成控制电路，抗电磁干扰能力不理想，设备体积也大，整机散热性能不好，影响设备运行的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种体积小，散热性能好，抗强电磁干扰能力强的高集成IGBT变流器模块。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：包括IGBT元件、储能组件、低感叠层母排、控制装置、驱动装置、散热器、控制装置支撑杆、电流传感器、交流母排、密封条、接线座、控制线、吸收元件、密封槽，冷却风机组件和电容，所述散热器上安装有5个IGBT元件，每个IGBT元件通过低感叠层母排与储能组件电连接。

所述IGBT元件为双管IGBT。

所述储能组件通过储能组件的四根固定杆支撑，直接与叠层母排连接。

所述IGBT元件配置过压吸收保护的吸收元件，IGBT元件与吸收元件通过低感叠层母排电连接。

所述驱动装置通过小支撑杆安装在散热器上。

所述控制装置通过控制装置支撑杆及储能组件上的安装孔安装于散热器上，通过控制线与驱动装置连接。

所述散热器的散热叶片采用上下不对称设计，安装面设置有嵌装密封条的密封槽；散热器下部安装提高散热效果的冷却风机组件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：高集成度的结构设计合理，散热性能好，工作稳定可靠性高，功能完善，便于维修和移植。适用于铁道机车车辆和其他需要交-直-交电能转换的设备使用。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的散热器内侧面元件布局示意图；

图4为图1的储能组件结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为图1的左视图。

图中：1-IGBT元件、2-储能组件、3-低感叠层母排、4-控制装置、5-驱动装置、6-散热器、7-控制装置支撑杆、8-电流传感器、9-交流母排、10-密封条、11-接线座、12-控制线、13-吸收元件、14-密封槽，15-冷却风机组件、16-电容。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参照附图，本发明包括IGBT元件1、储能组件2、低感叠层母排3、控制装置4、驱动装置5、散热器6、控制装置支撑杆7、电流传感器8、交流母排9、密封条10、接线座11、控制线12、吸收元件13、密封槽14，冷却风机组件15和电容16，所述散热器6上安装有5个IGBT  元件1，每个IGBT元件1通过低感叠层母排3与储能组件2电连接。

所述IGBT元件1为双管IGBT。

5个双管IGBT元件1中，其中两个构成四象限整流电路，另外三个构成三相逆变电路，通过低感叠层母排与储能组件连接，实现完整的交-直-交电能转换功能。根据不同功率等级的需要而变更不同等级的IGBT元件1，就可以组合成不同容量的变流器。模块集成由标准化功能模块组成的控制装置4及电流传感器8，搭配简单的外围器件便可实现完备的交-直-交变流系统功能。

所述储能组件2通过储能组件2的四根固定杆支撑，直接与叠层母排3连接。通过叠层母排3直接连接，结构布置巧妙，紧凑，直流回路寄生电感极低。

所述IGBT元件1配置过压吸收保护的吸收元件13，IGBT元件1与吸收元件13通过低感叠层母排3电连接。吸收元件13紧靠IGBT元件1，有利于降低驱动回路寄生电感和充分利用有限空间。

所述驱动装置5安装在散热器6上。

所述控制装置4通过控制装置支撑杆7及储能组件2上的安装孔安装于散热器6上，通过控制线12与驱动装置5连接。包含可移植的通用电源模块，四象限整流控制模块及逆变控制模块，输入输出模块及通讯模块等功能模块，接口完备，扩展性强，集成度高，功能完善。

所述散热器6的散热叶片采用上下不对称设计，安装面设置有嵌装密封条的密封槽14；散热器6下部安装提高散热效果的冷却风机组件15。有效的利用安装空间并提供良好的冷却效果，安装于散热面周边密封条嵌于密封槽14中能获得良好的密封效果。